Zasada pomiaru przepływu powietrza jest następująca: w świetle przewodu dolotowego, między przepustnicą a filtrem powietrza, umieszcza się niewielką grzałkę i termistor mierzący jej temperaturę.
Załóżmy, że przez przewód nie przepływa powietrze. Włączamy grzałkę i czekamy, aż osiągnie ona odpowiednią temperaturę. Przez grzałkę płynie prąd o znanym napięciu i natężeniu, wiemy więc, jaką pracę wykonuje prąd. Jeśli założymy, że niemal cała ta praca jest zamieniana w ciepło, możemy z dużym prawdopodobieństwem określić ilość ciepła odbieranego przez powietrze otaczające grzałkę.
Następnie włączamy przepływ powietrza (uruchamiamy silnik). Masa powietrza opływającego grzałkę jest większa, więc może ono odebrać większą ilość ciepła. To powoduje spadek temperatury grzałki, ale układ sterujący dąży do jej wyrównania. Może to zrobić tylko w jeden sposób: zwiększając natężenie prądu do momentu, aż większa praca prądu zrównoważy ubytek ciepła. Jeśli masa przepływającego powietrza będzie mniejsza, sytuacja się odwróci: temperatura grzałki wzrośnie powyżej zadanej, co spowoduje zmniejszenie natężenia prądu. Natężenie prądu przepływającego przez grzałkę odpowiada więc wprost masie opływającego ją powietrza. Aby zwiększyć dokładność pomiaru, można wprowadzić jeszcze jeden termistor mierzący temperaturę powietrza na wlocie.
W tego typu przepływomierzach częstą awarią jest przepalenie albo zerwanie włókna grzałki pod wpływem drgań lub udaru. Zdarzają się też poważne błędy pomiaru spowodowane zanieczyszczeniem powierzchni grzałki i termistora. Jeśli próba delikatnego oczyszczenia wnętrza przepływomierza się nie powiedzie, pozostaje wymiana podzespołu na nowy.
Trzeci rodzaj czujnika masy powietrza jest najbardziej skomplikowany, ale także najbardziej precyzyjny i trwalszy od wariantu z elementem grzejnym. Pomysł polega na wykorzystaniu zmian w propagacji ultradźwięków w burzliwym strumieniu powietrza. W elemencie pomiarowym umieszcza się przegrodę wzbudzającą w strumieniu przepływającego powietrza wiry. W płaszczyźnie prostopadłej do kierunku przepływu powietrza zamontowane są nadajnik i odbiornik ultradźwięków. Amplituda fali opuszczającej nadajnik jest stała, natomiast amplituda napięcia wytwarzanego przez odbiornik zależy od pochłaniania ultradźwięków w powietrzu. Ono z kolei zależy od masy przepływającego powietrza.
Ta metoda wymaga zastosowania wyspecjalizowanego układu obliczającego masę powietrza na podstawie wyników bezpośrednich pomiarów natężenia ultradźwięków. Jest ona najdokładniejsza, ale tylko wtedy, gdy element pomiarowy jest bardzo starannie wykonany i skalibrowany. Ważne są wszystkie wymiary wewnętrzne i zachowanie właściwej geometrii elementów wzbudzających wiry. Liczy się więc precyzja wykonania i jakość materiałów, które nie mogą się odkształcać podczas pracy.
Typowymi objawami uszkodzenia elementu pomiarowego są: utrata mocy silnika, problemy z rozruchem, niestabilna praca silnika na biegu jałowym oraz zwiększone zużycie paliwa. Diagnozę potwierdza odczytanie komunikatów błędów ze sterownika oraz pomiar ciągłości obwodów, rezystancji elementów pomiarowych i ich zmian. W przypadku elementów wykorzystujących ultradźwięki należy się kierować przede wszystkim komunikatami diagnostycznymi.
Fot. Getty Images
Napisz komentarz: